Kompozyty węglowo-węgloweSą rodzajem kompozytów z włókna węglowego, w których włókno węglowe stanowi materiał wzmacniający, a osadzony węgiel stanowi materiał matrycy. MatrycaKompozyty C/C są wykonane z węglaPonieważ składa się niemal w całości z węgla pierwiastkowego, charakteryzuje się doskonałą odpornością na wysokie temperatury i dziedziczy silne właściwości mechaniczne włókna węglowego. Został on już wcześniej wykorzystany w przemyśle obronnym.
Obszary zastosowań:
Materiały kompozytowe C/Cznajdują się w środku łańcucha przemysłowego, a górny etap obejmuje produkcję włókien węglowych i preform, a dalsze obszary zastosowań są stosunkowo szerokie.Materiały kompozytowe C/CStosowane są głównie jako materiały żaroodporne, cierne i o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Znajdują zastosowanie w przemyśle lotniczym (wkładki do dysz rakietowych, materiały termoizolacyjne i termiczne elementy konstrukcyjne silników), w materiałach hamulcowych (w szynach dużych prędkości, tarczach hamulcowych samolotów), w fotowoltaicznych polach termicznych (w beczkach izolacyjnych, tyglach, rurach prowadzących i innych elementach), w ciałach biologicznych (sztucznych kościach) i w innych dziedzinach. Obecnie w przemyśle spożywczymMateriały kompozytowe C/CFirmy skupiają się głównie na pojedynczych ogniwach materiałów kompozytowych i rozszerzają swoją działalność na kierunek produkcji wstępnych form.
Materiały kompozytowe C/C charakteryzują się doskonałą wszechstronnością, niską gęstością, wysoką wytrzymałością właściwą, wysokim modułem sprężystości, wysoką przewodnością cieplną, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, dobrą odpornością na pękanie, odpornością na zużycie, odpornością na ablację itp. W szczególności, w przeciwieństwie do innych materiałów, wytrzymałość materiałów kompozytowych C/C nie maleje, a wręcz może wzrastać wraz ze wzrostem temperatury. Jest to doskonały materiał odporny na wysokie temperatury, dlatego też został po raz pierwszy wykorzystany w przemyśle do produkcji wkładów do gardzieli rakiet.
Materiał kompozytowy C/C dziedziczy doskonałe właściwości mechaniczne i przetwórcze włókna węglowego, a także charakteryzuje się odpornością na ciepło i korozję grafitu, stając się silnym konkurentem dla produktów grafitowych. Szczególnie w zastosowaniach o wysokich wymaganiach wytrzymałościowych – w fotowoltaice – opłacalność i bezpieczeństwo materiałów kompozytowych C/C zyskują coraz większe znaczenie w kontekście wielkoskalowych płytek krzemowych, co powoduje wzrost popytu na nie. Z drugiej strony, grafit stał się uzupełnieniem materiałów kompozytowych C/C ze względu na ograniczone możliwości produkcyjne po stronie podaży.
Zastosowanie fotowoltaiki w polu termicznym:
Pole termiczne to cały system utrzymywania wzrostu monokrystalicznego krzemu lub produkcji wlewków krzemu polikrystalicznego w określonej temperaturze. Odgrywa kluczową rolę w czystości, jednorodności i innych cechach krzemu monokrystalicznego i polikrystalicznego, i należy do czołówki przemysłu produkcji krzemu krystalicznego. Pole termiczne można podzielić na system pola termicznego pieca do wyciągania monokrystalicznego krzemu monokrystalicznego i system pola termicznego pieca do wlewków polikrystalicznych, w zależności od rodzaju produktu. Ponieważ ogniwa krzemowe monokrystaliczne mają wyższą wydajność konwersji niż ogniwa krzemowe polikrystaliczne, udział rynkowy płytek krzemowych monokrystalicznych stale rośnie, podczas gdy udział rynkowy płytek krzemowych polikrystalicznych w moim kraju maleje z roku na rok, z 32,5% w 2019 r. do 9,3% w 2020 r. Dlatego producenci pól termicznych wykorzystują głównie technologię pola termicznego pieców do wyciągania monokrystalicznego.
Rysunek 2: Pole termiczne w łańcuchu produkcyjnym przemysłu krzemu krystalicznego
Pole termiczne składa się z kilkunastu elementów, a cztery główne to tygiel, rura prowadząca, cylinder izolacyjny i grzałka. Poszczególne elementy mają różne wymagania dotyczące właściwości materiałowych. Poniższy rysunek przedstawia schemat pola termicznego monokrystalicznego krzemu. Tygiel, rura prowadząca i cylinder izolacyjny stanowią elementy konstrukcyjne układu pola termicznego. Ich podstawową funkcją jest podtrzymywanie całego pola termicznego o wysokiej temperaturze i mają wysokie wymagania dotyczące gęstości, wytrzymałości i przewodności cieplnej. Grzałka jest elementem grzejnym bezpośrednio w polu termicznym. Jej funkcją jest dostarczanie energii cieplnej. Jest ona zazwyczaj rezystancyjna, dlatego ma wyższe wymagania dotyczące rezystywności materiału.
Czas publikacji: 01-07-2024